Hướng dẫn vật liệu trong kỹ thuật thủy lợi - Phần 1.1

MỤC LỤC

Ghi chó

- Nếu môi trường nước có tính ăn mòn sunfat, cần tiến hành thí nghiệm hệ số chống ăn mòn Kb của loại xi măng định dùng trước môi trường, theo 14TCN 67-2001. Khi cốt liệu dùng trong bê tông có khả năng phản ứng kiềm-cacbonat như đá gồm các tinh thể khoáng dolomit trong thành phần hạt mịn của đất sét và canxit, phải dùng loại xi măng có hàm lượng kiềm nhỏ hơn hoặc bằng 0,4%.

Bê tông thủy công

Cát (cốt liệu mịn cho bê tông)

    Tùy theo điều kiện làm việc của bê tông trong công trình, cát phải có các chỉ tiêu không vượt quá những trị số ghi trong bảng 1-15. - Hàm lượng bùn, bụi, sét được xác định bằng phương pháp rửa, tính bằng % khối lượng mẫu cát, không.

    Đá dăm, sỏi và sỏi dăm (cốt liệu thô dùng cho bê tông)

      Hàm lượng tạp chất trong đá dăm, sỏi và sỏi dăm tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc của bê tông thủy công và không được vượt quá các qui định trong bảng 1-16. Cường độ nén ở trạng thái b∙o hoà nước của đá phún xuất dùng làm đá dăm cho bê tông ở khu vực mực nước thay đổi không được nhỏ hơn 100 N/mm2 và độ hút nước của đá dăm không lớn hơn 0,5%.

      Hình 1-2. Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm, sỏi và sỏi dăm   (theo TCVN 1770:1986)
      Hình 1-2. Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm, sỏi và sỏi dăm (theo TCVN 1770:1986)

        Các loại phụ gia cho bê tông

          Là các hạt rất nhỏ có đường kính trung bình khoảng 0,01mm (nhỏ hơn kích thước trung bình của hạt xi măng khoảng 100 lần). Si02 ở dạng thủy tinh vô định hình có hoạt tính cao và độ mịn đẩy nhanh phản ứng với canxi hydroxit do sự thủy hoá xi măng pooclăng sinh ra. Những phần tử rất nhỏ của Silicafume có thể xâm nhập vào không gian giữa các hạt xi măng, làm tăng tính đặc chắc của bê tông. Hiện hay dùng muội silic ở khoảng 5á15% tổng trọng lượng chất kết dính trong bê tông. Dùng muội silic kết hợp với phụ gia siêu dẻo và xi măng mác cao có thể chế tạo được bê tông mác cao, thậm chí rất cao. Phô gia tro trÊu. Có hiệu ứng puzơlan rất mạnh và có thể đóng góp tăng cường. Thường cần dùng đồng thời phụ gia siêu dẻo. Một số vật liệu silic oxit vô định hình qua xử lý. Các phụ gia hoá học dùng cho bê tông. Đ∙ có nhiều và luôn luôn có thêm các sản phẩm cụ thể khác và vì vậy muốn chọn sử dụng chúng nên có sự trợ giúp của chuyên gia. Nhìn bao quát, có thể tạm phân chúng theo năm loại: 1) Loại phụ gia cuốn khí; 2) Loại phụ gia tăng nhanh đóng rắn;. 3) Loại phụ gia giảm nước và điều chỉnh ninh kết-đóng rắn; 4) Loại phụ gia dùng làm bê tông chảy; 5) Các loại phụ gia khác. Phụ gia để làm phụ gia neo (liên kết):. Được chế tạo đặc biệt để dùng cùng ximăng Pooclăng nâng cao tính chất dính kết. Thường gồm một nhũ tương polime hữu cơ như latex, được chế biến sao cho thích hợp với bản chất kiềm của vữa xi măng Pooclăng và các ion có mặt. Nhũ tương không bền thì bị đóng cục lại trong hỗn hợp và không dùng được. Phụ gia làm chất trợ bơm:. Là các loại phụ gia chỉ có nhiệm vụ duy nhất là cải thiện tính bơm. Thông thường chúng không được dùng trong bê tông không bơm hoặc bê tông đ∙ bơm rồi. Nhiều chất trợ bơm là những chất sền sệt, làm tăng tính chất bám dính của bê tông. Có 5 loại phụ gia làm mỏng: 1) Chất tổng hợp tan trong nước và các polime hữu cơ thiên nhiên tăng được tính nhớt của nước; 2) Chất kết tụ hữu cơ - cacbôxyl chứa styren copolime, các chất điện ly tổng hợp; 3) Nhũ tương của vật liệu hữu cơ như. parafin, nhựa than, atphan, acrylic và các polime khác; 4) Vật liệu vô cơ có tỷ diện mặt ngoài lớn như bentônit biến tính hữu cơ, silicafume; 5) Vật liệu vô cơ dạng mịn như tro bay, các vật liệu puzơlan thiên nhiên hoặc được xử lý nhiệt.

          Bảng 1-20. Yêu cầu vật lý với phụ gia khoáng hoạt tính nghiền mịn                       (theo14TCN 105-1999)
          Bảng 1-20. Yêu cầu vật lý với phụ gia khoáng hoạt tính nghiền mịn (theo14TCN 105-1999)

          Các tính chất chủ yếu của bê tông

            Thường gồm một nhũ tương polime hữu cơ như latex, được chế biến sao cho thích hợp với bản chất kiềm của vữa xi măng Pooclăng và các ion có mặt. Nhũ tương không bền thì bị đóng cục lại trong hỗn hợp và không dùng được. Phụ gia làm chất trợ bơm:. Là các loại phụ gia chỉ có nhiệm vụ duy nhất là cải thiện tính bơm. Thông thường chúng không được dùng trong bê tông không bơm hoặc bê tông đ∙ bơm rồi. Nhiều chất trợ bơm là những chất sền sệt, làm tăng tính chất bám dính của bê tông. Có 5 loại phụ gia làm mỏng: 1) Chất tổng hợp tan trong nước và các polime hữu cơ thiên nhiên tăng được tính nhớt của nước; 2) Chất kết tụ hữu cơ - cacbôxyl chứa styren copolime, các chất điện ly tổng hợp; 3) Nhũ tương của vật liệu hữu cơ như. parafin, nhựa than, atphan, acrylic và các polime khác; 4) Vật liệu vô cơ có tỷ diện mặt ngoài lớn như bentônit biến tính hữu cơ, silicafume; 5) Vật liệu vô cơ dạng mịn như tro bay, các vật liệu puzơlan thiên nhiên hoặc được xử lý nhiệt. Kích thước hạt lớn nhất (Dmax) của cốt liệu lớn phải phù hợp với quy định sau:. a) Không được vượt quá 2/3 khoảng cách thực giữa 2 thanh cốt thép và không. được vượt quá 1/3 chiều dày nhỏ nhất của kết cấu công trình. b) Khi đổ bê tông bản, không được vượt quá 1/2 chiều dày của bản. d) Khi vận chuyển bê tông bằng bơm, kích thước hạt lớn nhất không được lớn hơn 0,4 đường kính trong của vòi bơm đối với sỏi và 0,33 đối với đá dăm. e) Khi đổ bê tông bằng ống vòi voi, kích thước hạt lớn nhất không lớn hơn 1/3 chỗ nhỏ của đường kính ống.

            Bảng 1-22. Yêu cầu kỹ thuật với phụ gia giảm tính thấm nước                       (theo 14 TCN 106-1999)
            Bảng 1-22. Yêu cầu kỹ thuật với phụ gia giảm tính thấm nước (theo 14 TCN 106-1999)

            Các loại bê tông đặc biệt 1. Bê tông khối lớn

            Bê tông đầm lăn

            Bê tông đầm lăn có đặc điểm là có chỉ số độ cứng cao (từ 15 đến 30 giây), mật độ cốt liệu lớn và hàm lượng xi măng hoặc chất kết dính (xi măng cộng phụ gia khoáng hoạt tính) ít. Quan hệ giữa cường độ nén (Rn) và cường độ uốn Ru của bê tông đầm lăn được biểu thị bằng công thức Hess: Rn = C Ru ; trong đó C là hằng số thực nghiệm khoảng 9 á 11 tuỳ thuộc loại bê tông.

            N: PGK: C: §

            Bê tông tự lèn

              - Để tăng độ chảy của hỗn hợp bê tông phải dùng phụ gia siêu dẻo thế hệ hai gốc Naphtalen focmaldehyt sunfonat hoặc Melamin focmaldehyt sunfonat, hoặc phụ gia Vinylcopolyme. Nếu sử dụng phụ gia siêu dẻo thế hệ ba, gốc Polycacboxylic axit, polycacboxylat este, thì độ chảy của bê tông sẽ lớn hơn, khi đó có thể giảm nước mà bê tông đạt cường độ cao hơn, chất lượng bê tông tốt hơn.

              Bê tông (vữa) xi măng Pooclăng pha latex

              - Trong bê tông tự lèn hàm lượng hạt mịn (không lớn quá 0,125mm) phải cao hơn nhiều so với bê tông thông thường. - Độ xoè thích hợp của bê tông tuỳ thuộc kích thước kết cấu và cốt thép trong bê tông.

              Bê tông polime

              Có hai cách trộn và đổ loại bê tông này: (1) Trộn trước cốt liệu đổ vào chỗ đổ, sau đó rót monome lên cốt liệu; (2) Trộn trước monome với cốt liệu như bê tông thông thường trước khi đổ. Phương pháp thứ nhất đơn giản và thường yêu cầu ít thiết bị hơn, phương pháp thứ hai thường dẫn tới ít phân tầng cốt liệu và yêu cầu ít monome hơn.

              Xim¨ng - l-íi thÐp

                Nếu lượng cần nước của cát lớn hơn 7%, thì hàm lượng cát giảm 5% đối với mỗi % tăng lượng cần nước; nếu lượng cần nước nhỏ hơn 7%, thì hàm lượng cát tăng 5% đối với mỗi % giảm lượng cần nước so với lượng cần nước 7%. Sau khi xác định được thành phần tính toán của vữa (X, C, N), phải thí nghiệm mẻ trộn thử để điều chỉnh thành phần sao cho đạt được các yêu cầu về cường độ và độ lưu.

                Bảng 1-50. Kích thước hình học và cơ học của lưới thép
                Bảng 1-50. Kích thước hình học và cơ học của lưới thép

                Vữa thủy công

                Với thành phần của hỗn hợp vữa đ∙ được điều chỉnh theo cường độ yêu cầu, nếu cần thiết, thí nghiệm độ thấm nước của vữa theo phương pháp được qui định trong tiêu chuẩn 14 TCN 80-2001. Dùng ở lớp thoát nước bên dưới lớp chống thấm, bộ phận này có tính thấm nước tốt, độ rỗng sau khi đầm, nén khoảng 20 á 40% hay dùng cấp phối có độ rỗng lớn.

                Bảng 1-62. Bitum lỏng khô nhanh
                Bảng 1-62. Bitum lỏng khô nhanh

                Vật liệu phụt bằng hóa chất

                Bê tông cấp phối rỗng Độ rỗng của bê tông bitum được khống chế trong khoảng 10á12%, bột 10% cường độ giới hạn daN/cm2. Phương pháp này dùng cho công trình tường chống thấm đập đất đá, bể trữ nước, kênh mương, xây trát bản mặt các loại đê, bảo vệ mặt nội bộ đập đất đá.

                Vật liệu kim loại 1. Phân loại thép

                • Một số sản phẩm thép xây dựng

                  Thép được sử dụng trong xây dựng là thép cacbon thường cán nóng, có các hình dạng tròn, dẹt, vuông, L, U, I, T, Z hoặc thép bản, thép tấm. Là hợp kim gốc đồng không có thiếc, mà có các nguyên tố khác như nhôm, nicken, măngan, silic, sắt, beryli, chì.

                  Bảng 1-70. Yêu cầu thành phần hoá học của thép cacbon thông thường  (theo TCVN 1765-75)
                  Bảng 1-70. Yêu cầu thành phần hoá học của thép cacbon thông thường (theo TCVN 1765-75)

                  Vật liệu gỗ 1. Phân nhóm gỗ

                    Đối với các loại gỗ chưa có số liệu về ứng suất thì tạm thời dựa theo khối lượng thể tích để chia nhóm như trong bảng 1-82. Ghi chú của TCXD: Có thể sử dụng các loại thuốc chống mối mọt của nước ngoài được nhà nước cho phép Theo quyết định số 53/ 2003/ QĐ-BNN của Bộ Nông nghiệp & PTNT.

                    Bảng 1-81. Phân nhóm gỗ theo ứng suất (theo TCVN 1072-71)
                    Bảng 1-81. Phân nhóm gỗ theo ứng suất (theo TCVN 1072-71)

                    Vật liệu gạch 1. Phân loại

                      Khi chịu áp lực nước, gạch phải có khả năng chống thấm (nước không thấm qua sau 2 giờ thí nghiệm thấm nước dưới áp xuất bằng 0,3 atm). Gạch dùng để xây dựng tường chắn đất, bể xả nước, cống, kênh mương, nhà trạm bơm và trạm thủy điện.

                      Vật liệu đá

                      Là đá mộc sau gia công sơ bộ, có : - Loại gia công sao cho có 2 mặt song song với nhau gọi là đá hộc dạng phiến - Loại hai mặt trên dưới và hai mặt bên song song với nhau là loại khối chữ nhật. Cưa, đục các tảng đá được chọn lọc cẩn thận, mặt kết hợp và mặt lộ ra đều nên bằng phẳng.

                      Bảng 1-92. Phân loại sử dụng
                      Bảng 1-92. Phân loại sử dụng

                      Vật liệu ngăn n-ớc

                        Lá đồng ngăn nước chế tạo từ đồng thau, dùng để ngăn nước cho đập cao, đập vừa, thường có độ dày khoảng 1,0á1,6mm. Về chọn loại và mác xi măng dùng cho bê tông của kết cấu và công trình 19 1.3.

                        Bảng 1-95. Tính chất cơ lý của dải cao su ngăn nước cửa van
                        Bảng 1-95. Tính chất cơ lý của dải cao su ngăn nước cửa van